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Neptuno: Ciclones lejanos

Posted in Planetaria with tags , on 17 mayo, 2011 by bitacoradegalileo

Doce largos años a la increíble velocidad, para un ingenio creado por el hombre, de 14.8 kilómetros por segundo, necesitó la sonda espacial Voyager 2 para salvar los 4.500 millones de kilómetros que separan a la Tierra del lejano Neptuno, último de los planetas del Sistema Solar, convirtiéndose así en la primera y hasta el momento única nave que ha visitado el planeta. El Dios de los Mares, trasladado a los cielos, dista del Sol 30 veces más que la Tierra, es decir, 30 Unidades Astronómicas. Como la luz del Sol tarda en llegarnos 8 minutos a nosotros, resultará que a Neptuno la distancia es de

8 x 30 = 240 minutos

o, lo que es lo mismo, 4 horas-luz, y ése precisamente es el tiempo que tardaron en llegarnos los datos y las imágenes que nos transmitió la Voyager 2.

Con el descubrimiento de Plutón en 1.930, éste pasó a ser el último de los planetas, hasta que la Unión Astronómica Internacional privó a Plutón de la consideración de planeta en su Asamblea General celebrada en Praga en 2.006, y entonces Neptuno recuperó su condición de ser el más alejado de este tipo de astros en lo que a nuestro sistema planetario se refiere. Pero incluso en el periodo comprendido entre 1.979 y 1.999, Plutón irrumpió en la órbita de Neptuno, que en esa veintena de años, también fue el más distante.

Los ocho planetas del Sistema Solar se dividen en dos grupos, separados por el Cinturón de asteroides entre las órbitas de Marte y Júpiter. Los cuatro más cercanos al Sol, llamados planetas interiores, rocosos, telúricos o terrestres (en referencia a la Tierra), son Mercurio, Venus, la propia Tierra y Marte, y un segundo grupo, formado por los llamados planetas exteriores, gigantes gaseosos o jovianos (de Júpiter), entre los que se encuentra Neptuno, junto con el mismo Júpiter, que es el mayor de todos, Saturno y Urano.

Neptuno es el cuarto de mayor tamaño entre todos los planetas de nuestro Sistema Solar, superado por los otros tres grandes planetas gigantes gaseosos, pero con un diámetro casi 4 veces mayor que el de la Tierra, que es el planeta que, a distancia, le sigue en tamaño. Su diámetro ecuatorial es de 49.427 kilómetros (Tierra = 12.756 km).

Descubrimiento

El descubrimiento de Neptuno fue el primero basado en cálculos matemáticos. En cambio, antes de ser identificado como un planeta, ya había sido avistado en los mismos albores de la Astronomía moderna. En efecto, Galileo Galilei tuvo que verlo en sus observaciones de Júpiter durante los años 1.612 y 1.613, pues en esos momentos ambos planetas estaban en conjunción. El pisano, sin embargo, no se apercibió de la naturaleza del astro y lo anotó como una estrella, quizás por la limitación de sus instrumentos, o llevado por el entusiasmo que le provocaría el descubrimiento de los cuatro satélites galileanos, que él llamo planetas mediceos.

Fue el estudio de la órbita de Urano, que había sido descubierto por William Herschel en 1.781, lo que alertó a los astrónomos y matemáticos. El planeta no obedecía las previsiones de la Ley de Gravitación Universal de Isaac Newton, ni tampoco las Leyes de Kepler. Todas esas leyes físicas estaban equivocadas, o algo ocurría más allá. Así las cosas, el astrónomo frances Urbain Joseph Le Verrier y el matemático y astrónomo inglés John Couch Adams, trabajando de forma totalmente independiente, calcularon la posición de un supuesto planeta situado más allá, y que sería el responsable de las perturbaciones en la órbita de Urano, por su influjo gravitacional. Los trabajos de los dos investigadores fueron ignorados por la Astronomía oficial de sus respectivos países, así es que Le Verrier remitió sus resultados al astrónomo alemán Johann Gottfried Galle, quien desde el Observatorio de Berlín no tuvo mayor dificultad en encontrar al nuevo planeta el 23 de Septiembre de 1.846, justamente el primer día en el que se puso manos a la obra, a sólo 1º de distancia de la posición prevista por Le Verrier. Tritón, el mayor satélite del nuevo astro, fue descubierto solamente diecisiete días más tarde. Naturalmente, en la actualidad ambos países, Francia y Gran Bretaña, se disputan el mérito del descubrimiento de Neptuno para sus respectivos científicos. En mi opinión, no hay que olvidar a Le Verrier ni a Adams, como tampoco al alemán Galle a la hora de adjudicar la autoría de esta importante aportación.

Estructura y composición

El centro del planeta es un núcleo en estado sólido compuesto por hierro, níquel y silicatos, entre otros materiales rocosos, con un tamaño mayor que el de la Tierra (7.500 km de radio), a temperaturas superiores a la fotosfera solar (entre 6.500 y 7.000 ºK).

Esto hace que el astro irradie más energía de la que recibe del Sol. No están claras las causas que provocan este calor, y se especula con la posibilidad de que Neptuno aún esté contrayéndose, sin haber acabado el proceso de su formación, de donde procedería esta energía, e incluso con la desintegración de algunos de los materiales del núcleo. A éste lo rodea un manto compuesto por agua, amoníaco y hielo de metano, a una temperatura superior a los 2.000 ºK. A esta mezcla, los astrónomos la llaman hielo a pesar de estar a temperaturas tan elevadas y en estado líquido.

La atmósfera, compuesta mayoritariamente por hidrógeno, helio y gas metano, está a la misma temperatura que la de Urano, a pesar de encontrarse 1.500 millones de kilómetros más alejado del Sol. En las capas altas, las trazas de metano forman nubes, a la manera de los cirros de la Tierra, y son las responsables del característico color azul que presenta Neptuno.

Este excedente de energía parece ser el responsable de la formación en las capas altas de verdaderos ciclones, en forma de diversas manchas en la superficie, en cuyas proximidades se han medido vientos huracanados de hasta 2.000 kilómetros por hora, los más violentos de todo el Sistema Solar. La Gran Mancha Oscura, similar a la Gran Mancha Roja de Júpiter, tenía el tamaño de la Tierra, aunque desapareció en 1.994 y se han formado otras nuevas. En esta zona, el porcentaje de hidrógeno alcanza hasta el 80%.

Sistema de anillos

Desde el mismo descubrimiento de Neptuno, diversas observaciones habían informado de la existencia de un sistema de anillos, similar al de los otros tres grandes planetas gaseosos del Sistema Solar, aunque sin una confirmación definitiva. Estas pesquisas se basaron muchas veces en ocultaciones de estrellas, que dejaban de brillar mucho antes de alcanzar el limbo del planeta. El espaldarazo definitivo a la existencia de estas estructuras lo asestó la visita de la sonda Voyager 2, en 1989. Los anillos, hasta un total de cinco, son estrechos y tenues, y están compuestos por partículas de polvo provenientes de los satélites que pastorean la zona, que han sufrido el impacto de pequeños meteoritos, y así se ha desprendido ese material que ahora los forma. Tres de los anillos reciben el nombre de los descubridores del planeta, Adams, Le Verrier y Galle.

Satélites naturales

Hasta un total de trece satélites naturales de Neptuno conocemos hasta el momento, aunque la mayoría de ellos son pedruscos de formas irregulares con apenas unas pocas docenas de kilómetros de diámetro. De ellos, sólo dos, Tritón y Nereida (radio = 340 km), fueron descubiertos antes de la llegada de la sonda de la Agencia Espacial estadounidense Voyager 2. Ésta aportó el avistamiento de otros seis satélites, en 1.989, a los que se llamó Náyade (29 km), Thalassa (40 km), Despina (74 km), Galatea (79 km), Larisa (104 x 89 km) y Proteo (200 km).

Es Tritón, con sus 3.200 kilómetros de diámetro, el más notable y luminoso de todos ellos, aunque su brillo, de decimotercera magnitud (Mv = +13.6), sólo es accesible desde la Tierra para telescopios de cierta potencia. Con un tamaño casi equivalente al de nuestra Luna, fue descubierto por William Lassell sólo diecisiete días después de que Galle avistara a Neptuno, y su nombre es el de uno de los hijos del Dios del Mar. De ambos dioses, padre e hijo, hablaremos en su lugar. Tritón es un astro muy interesante, dada su singularidad, pues es el único satélite natural importante de todo nuestro Sistema planetario con un movimiento retrógrado, es decir, que gira en dirección contraria al de rotación de su planeta.

La otra razón por la que he afirmado su singularidad es que se trata del astro en el que se han registrado las temperaturas más frías de todo el Sistema Solar: 235 ºC bajo cero, así es que probablemente se componga de una buena parte de hielo, y el resto materiales rocosos. A pesar de ello, tiene una tenue atmósfera compuesta por nitrógeno y algo de metano, e incluso manifiesta una ligera neblina.

Hay en la superficie de Tritón una notable actividad de géiseres, que arrojan al exterior un material desconocido proveniente del subsuelo. Aparecen también surcos, grietas e incluso algunos cráteres, tanto volcánicos como de impacto.

Observación amateur

Neptuno tarda 164.8 años en dar una vuelta completa alrededor del Sol, así es que permanece algo más de 14 años en cada una de las constelaciones del Zodíaco, desplazándose sólo un par de grados por cada año terrestre; es decir, tardaría tres meses en atravesar en su totalidad el disco de la Luna si ésta estuviera fija en el cielo, como lo están, prácticamente, las estrellas. Es bueno saber, por tanto, que en estos momentos el planeta transita por Acuario, donde acaba de ingresar procedente de Capricornio, y allí es donde hemos de buscarlo en los próximos años.

Actualmente, el planeta presenta una magnitud visual de +7.9, y no llega a brillar mucho más, hasta alcanzar un máximo de +7.78, esto es, resulta imposible verlo a ojo desnudo. Sí es posible divisarlo con ayuda de binoculares, pero la tarea de distinguirlo de las estrellas que lo circunden será demasiado ardua, pues sólo lograremos ver un punto brillante que ocupará en el cielo un arco máximo de 2.4”. Por eso se necesitan cartas celestes para su localización, efemérides del planeta o la asistencia de algún programa informático. Stellarium y Cartes de Ciel son dos buenas herramientas, y me he servido de ambas para confeccionar las cartas que aquí les presento.

En la siguiente página figuran todos los datos que se necesitan para localizar a Neptuno con ayuda de círculos graduados:

http://www.surastronomico.com/neptuno

Para lograr ubicar al planeta, tendremos que utilizar bajos aumentos, o sea, oculares de distancia focal más larga, para obtener una mayor amplitud de campo. Una vez localizado, y aplicando entonces la mayor potencia de nuestro telescopio, llegaremos a divisar un pequeño disco de color azul verdoso, pero hemos de olvidarnos de poder ver al sistema de anillos ni a ninguno de los satélites, que resultan demasiado tenues, a excepción hecha de Tritón, que sí se podrá ver en telescopios a partir de 8 pulgadas (200 mm de abertura).

Mitología

Depuesto Saturno y confinado en el Tártaro, sus tres hijos, Júpiter, Neptuno y Plutón, se reparten el dominio del mundo, correspondiendo a Neptuno el gobierno de los mares, y el señorío sobre las tempestades y los terremotos. Se trata de un Dios Olímpico, que en la antigua Grecia equivale a Poseidón. Éste se enamoró de la ninfa Anfítrite, hija de Nereo, es decir, una de las cincuenta Nereidas. Anfítrite en principio rechazó la propuesta matrimonial de Poseidón, pero éste envió al Delfín, quien fue tan insistente que resultó persuasivo y consiguió el sí de la ninfa. En agradecimiento, Poseidón concedió al Delfín un lugar en los cielos (Constelación de Delphinus). Ambos, Poseidón y Anfítrite, engendraron a Tritón, que es el nombre que se dio al primer satélite que se descubrió en órbita del planeta Neptuno.

Poseidón se representa con un tridente, montado en un carro tirado por caballos o por hipocampos, y es un dios con mal genio al que no conviene enojar. Que le pregunten si no a Casiopea, esposa de Cepheo y madre de Andrómeda, que ofendió a las Nereidas al pretender ser más bella que las hijas del sabio Nereo. Anfítrite, que como ya he dicho era una de ellas, pidió a su esposo Poseidón su intervención, y éste envió a Cetus, la ballena, para provocar inundaciones en el reino de Casiopea y Cepheo.

Para terminar, una curiosa coincidencia: Próximamente (a mediados de julio) se cumplen 164.8 años desde el descubrimiento de Neptuno, un año neptuniano, así es que desde entonces el planeta sólo ha completado una vuelta alrededor del Sol, y está en el mismo lugar del cielo donde lo encontró Johann Gottfried Galle.

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El Cinturón de asteroides

Posted in Planetaria with tags , on 23 marzo, 2011 by bitacoradegalileo

Ocupando el enorme espacio entre las órbitas de Marte y de Júpiter, una multitud de objetos rocosos de diferentes formas, tamaños y colores orbita alrededor del Sol a grandes velocidades, constituyendo el llamado Cinturón de asteroides. Cuerpos de sólo unas decenas de metros junto a otros de varios centenares de kilómetros de diámetro ocupa una franja que se sitúa a distancias entre 2 y 4 UA* del Sol, esto es, 300 y 600 millones de kilómetros

* 1 UA o Unidad Astronómica es la distancia media entre el Sol y la Tierra, y es igual a 149.597.871 km; es la unidad que se emplea para medir distancias en el Sistema Solar, aunque también sirve para cuantificar el diámetro de algunas estrellas supergigantes, y la separación entre las dos componentes de algunas estrellas dobles.

Es necesario aclarar enseguida que el llamado Cinturón de asteroides no es el único lugar del Sistema Solar donde pueden encontrarse estos cuerpos, pues al menos otras dos regiones albergan astros similares: El Cinturón de Kuiper (entre 35 y 100 UA del Sol) y la Nube de Oort (entre 20.000 y 150.000 UA), donde tienen su origen la mayoría de los cometas que periódicamente nos visitan. Además, también son asteroides otras familias de astros entre los que se encuentran los objetos más cercanos a la Tierra, divididos en tres grupos: Atens, Apolos y Amores.

El Cinturón de asteroides ejerce de frontera natural entre los planetas interiores, rocosos o telúricos, y los gigantes gaseosos exteriores, aunque no de una forma absoluta, pues en la misma órbita de Júpiter, y compartiendo la misma trayectoria que el gigante joviano, se sitúan los asteroides llamados troyanos, 60 grados por delante y por detrás del mismo Júpiter, en los lugares llamados Puntos de Lagrange. Algunos llaman griegos a los situados por delante, reservando el nombre de troyanos para los que se sitúan después del planeta. Por otro lado, los dos satélites de Marte, Fobos y Deimos, que tienen un tamaño similar a la isla de Manhattan, parecen ser en realidad dos antiguos asteroides que, procedentes del Cinturón, fueron capturados por la fuerza gravitatoria del planeta.

La mayoría de los asteroides, como los cometas, presenta formas caprichosas, pues su reducido tamaño y su poca masa hacen que las fuerzas de cohesión de la materia sean superiores a su escasa gravedad. Esta circunstancia origina que adopten la apariencia de un cacahuete, un hueso o una patata, por poner algunos ejemplos. La imagen de la izquierda muestra a Eros, y es una animación. Pulse con el ratón sobre la fotografía. Cuatro de ellos (Ceres, Vesta, Palas e Higia) suman más de la mitad de la masa total de todo el Cinturón. Algunos orbitan en parejas, formando sistemas dobles, y otros ostentan orgullosos algún pequeñísimo satélite (en la imagen de la derecha, el asteroide Ida y su luna Dactyl, fotografiados por la sonda Galileo). En cuanto a su composición, se distinguen tres tipos: Carbonáceos (tipo C), de un marcado tono negruzco, de silicatos (tipo S) y metálicos (tipo M), compuestos por níquel y hierro. Los carbonáceos constituyen el 75 % del total.

Un poco de historia: La Ley de Titius-Bode

El astrónomo alemán Johann Daniel Titius, trabajando de forma experimental, descubrió en 1.766 una pretendida relación matemática entre las diferentes distancias a las que se encontraban los planetas del Sistema Solar, ley que debería servir para predecir la existencia de futuros astros. En aquel entonces sólo se conocían Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter y Saturno. Los resultados fueron publicados por Johann Bode, silenciando el nombre de su autor, razón por la cual hoy se le conoce como Ley de Titius-Bode. Titius construyó una sucesión de números que empezaba por 0, continuaba por 3, y seguían doblando cada vez la cantidad anterior:

0 … 3 … 6 … 12 … 24 … 48 … 96 … …

Prosiguió sumando cuatro a cada número, y dividiendo cada resultado entre 10, para calcular los valores en Unidades Astronómicas (Tierra = 1) del semieje mayor de las órbitas, obteniendo resultados muy aproximados:

Titius Planeta Real Aprox.
0,4 Mercurio 0,39 97,5 %
0,7 Venus 0,72 97,2 %
1 Tierra 1 100 %
1,6 Marte 1,52 95,0 %
2,8 ?
5,2 Júpiter 5,2 100 %
10 Saturno 9,54 95,4 %

Todas las cifras así calculadas eran sorprendentemente parecidas a la realidad, con un error máximo del 5 % (Marte). Pero se obtuvo un valor intermedio, en quinto lugar, que no se correspondía con ninguno de los planetas conocidos. Titius se preguntaba: “¿Podría el Creador haber dejado ese lugar vacío?”, y se respondía a sí mismo: “De ninguna manera, no, en absoluto.”

Cuando, en 1.781, William Herschel descubrió Urano, la Ley de Titius-Bode recibió un espaldarazo casi definitivo: El nuevo planeta se encontraba a 19.2 UA de distancia, frente a las 19.6 previstas en la ley: ¡Sólo un 2 % de error!.

La Policía Celeste

En pocos años, un grupo de 24 astrónomos, a propuesta de Franz Xaver von Zach, se organizaron para la búsqueda del supuesto planeta, y dividieron la región zodiacal del cielo en 24 zonas de 15º, una para cada uno. Entre ellos se encontraban el propio Bode, Herschel, Messier y Olbers. A este grupo se le llamó La Policía Celeste. Pero fue el astrónomo siciliano Giuseppe Piazzi, a la sazón director del Observatorio de Palermo (Sicilia), que había sido invitado a unirse al grupo pero que aún no había recibido la misiva, quien el día de año nuevo de 1.801, mientras comprobaba en la Constelación de Tauro las estrellas que figuraban en su catálogo, descubrió el nuevo astro: Un punto cambiaba de posición, y así pudo avistarse a Ceres, que recibió el nombre de la diosa romana de la Agricultura, y protectora de Sicilia. En principio, Piazzi pensó que se trataba de un cometa, pero la ausencia de nubosidad a su alrededor y su movimiento lento y regular le hizo convencerse de que era un planeta, que resultó hallarse a 2,77 UA, casi exactamente la misma posición que había predicho Titius de 2.8 UA (98.9 % de acierto, coincidencia o como quiera llamarse).

Olbers, sin embargo, no quedó satisfecho con el hallazgo, pues consideraba a Ceres demasiado poco masivo como para dar por cerrado el modelo planetario. Y efectivamente, sus investigaciones le condujeron al descubrimiento de Palas, el 28 de marzo del año siguiente. Los astrónomos de la época quedaron desconcertados, pues la ley de Titius- Bode no admitía dos cuerpos distintos para la misma posición, así es que supusieron que Ceres y Palas eran fragmentos de un originario planeta, que habría estallado por el impacto de algún cometa, fracturándose en cuerpos más pequeños. En los años siguientes fueron descubiertos Juno, Vesta y Astreia, y mientras tanto Herschel propuso la denominación de “asteroides” para estos cuerpos, con el fin de diferenciarlos de estrellas, planetas, satélites y cometas.

Con el descubrimiento de Neptuno en 1.846, que no cumplía con las previsiones de Titius, la ley comenzó a perder fuerza. Posteriormente, tampoco Plutón respondería a la distancia prevista.

Con el perfeccionamiento de los telescopios, el número de asteroides conocidos fue en aumento, y en 1868 ya se había descubierto un centenar, número que ascendió enormemente con la llegada de la astrofotografía en 1.891. En 1.921 ya eran más de 1.000, y actualmente se acercan a 500.000, aunque se estima que el número total ha de rondar el millón.

Colisiones con otros astros

Algunos de estos astros cruzan las órbitas de otros cuerpos mayores, como Eros, Apolo o Ícaro que se interponen en el camino de Venus, la Tierra y Marte. Ícaro llega a sólo 0.2 UA del Sol, más cerca que Mercurio. Otros, debido a sus velocidades orbitales distintas, pueden colisionar, y de hecho lo hacen, fracturándose en grandes trozos de rocas que pueden tomar diversas direcciones, incluida la Tierra. De tal manera, que no son extrañas las colisiones de asteroides con nuestro planeta, aunque la protección de nuestra atmósfera hace que la inmensa mayoría se quemen en el aire. Sin embargo, uno de ellos fue el causante de la desaparición de los dinosaurios. El impacto se produjo en Chicxulub (México), y era un asteroide de 10 km de diámetro, que liberó la energía equivalente a cien veces la de la bomba nuclear más potente que se ha probado. El impacto provocó además un enrarecimiento de la atmósfera hasta hacerla irrespirable. Los animales de mayor tamaño, que necesitaban un mayor aporte de oxígeno, no pudieron sobrevivir. Es tranquilizador saber, en cambio, que un astro de ese tipo nos visita sólo una vez cada cien millones de años. No, cada cien años no, cada cien millones.

Origen

En cuanto a su origen, dos son las teorías que intentan explicar su formación, aunque con suerte dispar en cuanto a su aceptación generalizada. Según la primera de ellas, ya sugerida por Heinrich Olbers a Herschel, un gran cometa hizo estallar a un planeta, que era el quinto del Sistema Solar, y que ocupaba su posición correcta obedeciendo a la Ley de Titius-Bode. Esta teoría no es fácil sustentarla, considerando que la masa total de todos los asteroides del Cinturón sólo supone un 4 % de la masa de la Luna. Además, choca contra esta teoría la diferente composición química de los distintos tipos de asteroides, que hacen difícil pensar que procedan de un mismo astro. No es una alternativa con muchos defensores.

Sí tiene más adeptos la teoría de que se trata de condensaciones de la nebulosa primitiva que originó el Sistema Solar, y a las que el fuerte influjo gravitatorio de Júpiter perturbó acelerándolos e inclinando su órbita, lo que devino en colisiones que las fragmentaron aún más. Muchos de estos asteroides fueron expulsados por los violentos choques y las fuerzas gravitatorias, quedando el actual Cinturón como el remanente de los planetesimales, los pequeños objetos sólidos de los discos protoplanetarios que sí formaron los actuales planetas.

Observación

Sólo Ceres, en muy raras ocasiones, y Vesta, en condiciones óptimas de observación, pueden distinguirse a simple vista, pues ambos se sitúan en el límite de las capacidades del ojo humano. Todos parecen estrellas, y para distinguir a un asteroide hay que dibujar la región del cielo donde se observe, y la posición de todos los puntos brillantes. Al cabo de unos días, la misma región mostrará cuál es el punto que se ha desplazado: Ése es el asteroide.

Nomenclatura

Para designar a un asteroide se le antepone, entre paréntesis, un número que indica el orden en que fue descubierto, seguido por su nombre propio, o por un número de serie. El nombre propio puede ser de muy diversa naturaleza, y son frecuentes los de origen mitológico o legendario, como (1) Ceres, (2) Palas o (4) Vesta, pero también los nombres de astrónomos y astronautas: (1772) Gagarin o (6469) Armstrong, así como físicos, matemáticos y científicos en general, pero también personajes reales del mundo de la música: (2620) Carlos Santana, (2644) Víctor Jara, (4147) Lennon o (17959) Elvis, o del cine: (7032) Hitchcock, (9341) Gracekelly y (9342) Carygrant. Aparecen también personajes de ficción y de dibujos animados: (2598) Merlin, (3552) Don Quixote y (29410) Asterix. Como se ve, una relación de lo más variopinto, y éstos son sólo unos pocos ejemplos.

Los más notables

El mayor cuerpo del Cinturón de asteroides es Ceres, un astro que técnicamente no es un asteroide, según la redefinición del concepto de planeta que hizo la IAU en su asamblea de agosto de 2.006. En ella, Ceres fue catalogado como planeta enano, junto a Plutón y otros cuerpos. Hasta entonces había sido considerado el mayor asteroide. Su tamaño es de 959.2 km x 932.6 km, prácticamente esférico, debido a que su masa (un tercio del total del Cinturón) sí es suficiente para ejercer una gravedad sobre sus componentes que supera a las fuerzas de cohesión de la materia. Fue el primer asteroide que se descubrió, el 1 de enero de 1.801 (Giuseppe Piazzi) y a pesar de ser un cuerpo muy oscuro, su magnitud absoluta es la mayor del Cinturón de asteroides. Está compuesto por un núcleo de silicatos (tipo S) recubierto por un manto de agua helada y una delgada corteza. Orbita a una distancia del Sol que oscila entre 2.5 y 3 UA.

(4) Vesta es el cuarto asteroide en ser descubierto, el tercero más grande, el segundo más masivo y el primero en cuanto a brillo. Efectivamente, su albedo, del 42 %, es superior incluso al de la Tierra, y se deja ver a ojo desnudo en determinadas condiciones. Descubierto por Olbers el 29 de marzo de 1.807, tiene unas dimensiones de 578 x 560 x 458 km, y aunque su núcleo es de hierro y níquel, tiene una capa basáltica muy poco frecuente. Un enorme impacto de otro asteroide le produjo un cráter en el polo sur de 469 km de diámetro y 13 km de profundidad, y despidió gran cantidad de otros pequeños cuerpos al espacio. Los astrónomos estiman que el 5% de los meteoritos encontrados en la Tierra tienen su origen en esta colisión. El tamaño de su órbita es similar a la de Ceres.

(2) Palas fue descubierto, como el anterior, por Olbers, éste en 1.802, mientras trataba de calcular la órbita de Ceres, que había sido avistado un año antes por Piazzi. Es el segundo asteroide más grande, con 526 km de diámetro medio, aunque es menos masivo que Vesta. Es un asteroide carbonáceo, tipo C, muy oscuro. Tiene una órbita muy inclinada (34.8º) y muy excéntrica, pues su perihelio es de 2.14 UA y su afelio 3.41 UA. Recibió también un impacto sobre su superficie, que originó un grupo de asteroides menores llamada familia Palas. El elemento químico paladio se llama así por este asteroide.

Mitología

Ceres es la diosa romana de la naturaleza, heredera de la griega Deméter, así como su hija Proserpina deriva de Perséfone. Ceres engendró a Proserpina por su relación con Júpiter, su hermano, quien se prendó de su belleza, su pelo rubio y su tez colorada. Esta diosa enseñó a los hombres a cuidar de los árboles y a cultivar la tierra, y por eso es considerada la Diosa de la Agricultura. El vocablo cereales deriva de su nombre. Su hija, Proserpina, fue raptada por Plutón estando en las faldas del Etna, en Sicilia, lugar del que Ceres es patrona y protectora.

Vesta es la diosa romana del hogar, cuidadora del fuego del lugar más recóndito de la casa donde se rinde culto a los dioses, y es considerada como la más caritativa, amable y gentil de todos los moradores del Olimpo. Los romanos tenían sumo cuidado de que el fuego de su templo, situado en el Foro, nunca se apagara. De ello se encargaban las vestales, seis sacerdotisas de extrema belleza, vírgenes y de ascendencia reconocida.

Palas se refiere a Palas Atenea, la diosa griega de la sabiduría, las artes, la literatura y la filosofía, que en Roma equivale a Minerva. Es sin embargo una diosa guerrera, protectora de Hércules, Ulises y Aquiles, y dio muerte al gigante Encélado. Por eso se la representa con lanza, escudo y égida, aunque su animal favorito es la lechuza, símbolo de la razón, y su planta el olivo.

Aproximación de la sonda Galileo a (243) Ida

Epílogo

Por último, sería imperdonable por mi parte terminar sin una breve y sin embargo emocionada referencia a un asteroide inolvidable: B 612, el hogar de El principito, el enternecedor protagonista de la obra cumbre de Antoine de Saint-Exupéry:

“Sólo con el corazón se puede ver bien; lo esencial es invisible para los ojos”

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Mercurio, el escurridizo

Posted in Planetaria on 17 febrero, 2011 by bitacoradegalileo

Entre los aficionados a la observación astronómica es usual comentar el carácter esquivo y huidizo del más pequeño de los planetas del Sistema Solar: Mercurio. A pesar de que en ocasiones llegue a superar en brillo incluso a Sirio, su cercanía al Sol es una circunstancia que dificulta enormemente su avistamiento. Efectivamente, se trata del primer planeta en orden de cercanía al que nosotros denominamos “astro rey”, situándose a sólo un tercio de la distancia que separa a la Tierra de la estrella, así es que casi siempre lo vemos demasiado cerca de ésta, que deslumbra con su brillo e impide la observación del planeta.

Así es que para poder ver a Mercurio, habremos de esperar a que éste adquiera una separación angular con el Sol suficiente desde nuestra perspectiva. Este ángulo recibe el nombre de elongación, y en el caso mercuriano nunca supera el valor de 28º45′, así es que sólo se dejará ver durante el crepúsculo matutino cuando la elongación sea por el oeste, y en el vespertino en el caso de elongación este. Ocurre esto un total de media docena de veces cada año, durante unas tres semanas, y en cada una de ellas el planeta aparece muy bajo sobre el horizonte del oeste, hasta poco más de una hora después de la puesta del Sol, o en el este desde una hora antes del amanecer, así es que hay que andar listos para verlo. De ahí su apelativo de “el escurridizo” o “el huidizo”. Cuando se consiga avistar, el planeta ofrecerá una luz blanca y pálida, visible a ojo desnudo, aunque los binoculares ayudarán a su localización.

Al telescopio aparecerá con un tamaño y un brillo variable, dependiendo de su distancia y su posición con respecto a la Tierra. Sus dimensiones aparentes oscilan entre 5” y 13” de arco, y su magnitud entre -2.00 y +5.00. Se podrá distinguir su color grisáceo, como una diminuta Luna, aunque las turbulencias atmosféricas serán elevadas, al estar tan cerca del horizonte. No se podrá vislumbrar ninguno de los rasgos en la superficie del planeta. Como nuestro satélite y al igual que Venus, presenta fases pero será dificultoso distinguirlas, debido al pequeño tamaño aparente de su disco. En conjunción superior (más alejado que el Sol) tiene la fase de “llena” y en conjunción inferior, cuando se sitúa entre el Sol y nosotros, adopta la fase “nueva”. En situación de elongación máxima, es cuando está en cuartos creciente o menguante. Ésta será la visibilidad de Mercurio para el año 2.011:

Las medidas de seguridad impiden que el Telescopio Espacial Hubble pueda fotografiar al planeta, debido a la proximidad del Sol, así es que las fuentes de conocimientos que tenemos son las de las sondas Mariner 10, que cartografió un 45% de la superficie del planeta entre 1.974 y 1.975, y MESSENGER, acrónimo de MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging (Superficie, Ambiente Espacial, Geoquímica y Medición de Mercurio), lanzada en el mes de agosto de 2.004 (en la fotografía, el momento del lanzamiento) y que en una primera aproximación en el mes de enero de 2.008 continuó con la confección del mapa de la superficie de Mercurio con otro 30%. A partir del próximo mes (en concreto, el 18 de marzo de 2.011) MESSENGER volverá a sus trabajos cartográficos en Mercurio. La misión estará un año (terrestre) en órbita alrededor del planeta con la misión de terminar el mapa de su superficie, entre otros objetivos referentes a la magnetosfera y composición química de los gases que se manifiestan en las proximidades de algunos cráteres.

Mercurio, que no posee ningún satélite natural, no sólo es superado en tamaño por todos los demás planetas del Sistema Solar (excepción hecha de Plutón, que fue excluido de esta categoría en el año 2.006), sino que también es menor que Ganímedes (la principal luna de Júpiter) y que Titán (la mayor de Saturno), y además Calisto (otra de las lunas galileanas de Júpiter) tiene casi el mismo tamaño.

Dieciocho veces menos masivo que la Tierra, Mercurio es demasiado pequeño para retener una atmósfera; esta circunstancia, unido a la cercanía del Sol, provoca que la superficie del planeta soporte un clima extremo. Durante el día, la región ecuatorial alcanza un máximo de 427 ºC, pero este calor se disipa hacia el espacio durante la noche, de manera que al amanecer la temperatura ha descendido hasta -173 ºC. Esta diferencia de temperaturas es la mayor entre todos los planetas.

El diámetro de Mercurio es 1.4 veces el de la Luna, y sin embargo su densidad es 1.7 veces mayor. Esto se debe a que existe un núcleo bastante grande en su interior, compuesto por hierro y níquel, y que podría suponer hasta el 60 % de su masa y se extiende hasta un 75 % de su radio. El núcleo está envuelto por un manto de silicatos, de 700 kilómetros de espesor y por fin una corteza de otros 100 km.

La ausencia de una atmósfera que refleje la luz solar provoca que el cielo se vea siempre oscuro para un hipotético observador situado sobre la superficie de Mercurio. También ha facilitado la colisión de numerosos meteoros, a semejanza de la Luna, que han provocado numerosos cráteres de impacto de diversa consideración, desde el mínimo detectable de 1 km de diámetro hasta la inmensa Cuenca Caloris, de 1.340 km, en la fotografía de la izquierda (pulse sobre ella para obtener una imagen ampliada). Cuencas inundadas de lava, igual que en la Luna, son acompañadas de numerosas crestas y tierras altas, aunque en ningún lugar presenta la concentración de cráteres que encontramos en el Polo Sur selenita. Este dato nos induce a pensar que la superficie mercuriana es más joven que la de nuestro satélite, a pesar de que la mayor densidad del planeta haya atraído a un mayor número de colisiones, pero la proliferación de sistemas radiales muy notables, a semejanza de Tycho y Copérnico en la Luna, poco erosionados por el viento solar a pesar de su proximidad, corrobora esta impresión. Además, numerosas líneas escarpadas se extienden a lo largo de miles de kilómetros, probablemente originadas cuando el manto y la corteza formaron fallas como efecto del enfriamiento al fusionarse, como ocurre en Rima Discovery, un desnivel de casi 2.000 metros que mide unos 350 kilómetros de un extremo a otro (otras fuentes van hasta más de 600 km). Este accidente evoca de forma inevitable a lo que pudo ocurrir con Rupes Recta, la Espada de la Luna.

Desde luego, es fácil para cualquier observador no experimentado confundir imágenes de la superficie de Mercurio, creyendo que pertenecen a la Luna y viceversa.

Elementos orbitales

Un año mercuriano, esto es, el tiempo que tarda el planeta en completar una vuelta alrededor del Sol, equivale a 88 días terrestres. Pero como Mercurio tarda en dar una vuelta sobre sí mismo nada menos que el equivalente a 58.7 días terrestres, se da la circunstancia de que la duración de dos años es la misma que la de tres días, y ése es el tiempo que hay que esperar en la superficie de este astro para ver al Sol en el mismo sitio y a la misma hora (como en la copla). Además, Mercurio presenta la órbita más excéntrica de todos los planetas: El 0.20, oscilando su distancia al Sol entre 0.3 Unidades Astronómicas en el perihelio y 0.47 en el afelio.

Una Unidad Astronómica es igual a la distancia media entre la Tierra y el Sol, unos 150 millones de kilómetros. Se llama perihelio al momento de mayor acercamiento al Sol y afelio a la mayor distancia.

Vida social

Desde el lugar donde nosotros observamos, Mercurio mantiene una aparente pero intensa vida social con otros astros, como son el Sol, la Luna y el resto de los planetas del Sistema Solar.

Aunque con poca frecuencia, el planeta cruza en tránsito por el disco solar. En esas ocasiones, se puede observar como un disco diminuto que paulatinamente se va desplazando de un extremo a otro del Sol.

Naturalmente, la imagen de arriba es una composición, pues el disco del planeta se observa diminuto, y además completamente negro, pues nos muestra la cara nocturna (el pequeño punto en la parte inferior central de la fotografía de la derecha).

En otras ocasiones, Mercurio se alinea desde nuestra perspectiva muy cerca del mismo lugar donde observamos a otros planetas del Sistema Solar. Son frecuentes las conjunciones con Venus, sobre todo, pero también con el resto de los planetas, o con la Luna recién nacida, como en la preciosa fotografía de arriba, en el cielo sobre la ciudad de Mónaco.

Por último, observen la siguiente fotografía:

En la parte inferior izquierda de la imagen aparecen la Tierra y la Luna. Están fotografiadas por la sonda MESSENGER, desde una posición similar a la perspectiva que se tiene desde Mercurio, así es que esa es la visión que tendrían los hipotéticos mercurianos de nuestro planeta y su satélite.

Mitología

Desde la civilización sumeria, que ya en el tercer milenio antes de nuestra era adoraron a Mercurio bajo diversas nominaciones, el planeta ha sido objeto de deificación por diversas culturas. Los egipcios lo equipararon a Toth, el dios del conocimiento, pero los griegos, en un principio, pensaron que se trataba de dos astros distintos según apareciera en el crepúsculo matutino por el oeste, o en el vespertino por el este, como habían supuesto también con Venus. En el primer caso, lo llamaron Apolo, dios de la poesía y de la música, y en segundo fue identificado con Hermes, el mensajero de los dioses. Fue este último dios el que prevaleció cuando se dieron cuenta, hacia el 350 a.C., que se trataba de un solo astro. Hermes fue interpretado por la mitología romana como Mercurio, que es de donde nosotros heredamos el nombre. Para estos, Mercurio era el dios del comercio y de los mercaderes, y la rapidez con la que completa su órbita alrededor del Sol le hizo acreedor al título de Mensajero de Júpiter. Además, Mercurio fue equiparado con Buda por los hindúes y con Odin, el dios supremo de la religión nórdica.

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Venus, el Lucero del Alba

Posted in Planetaria on 29 noviembre, 2010 by bitacoradegalileo

Sólo superado en brillo por el Sol y la Luna, Venus es conocido desde siempre, si bien con ciertas confusiones, pues los antiguos creyeron que se trataba de dos astros distintos, al amanecer (Phosphorus) y al atardecer (Hesperus), hasta el punto de hacerse visible incluso de día, en frecuentes ocasiones, siendo el primer astro en aparecer en muchos atardeceres, y el último en desaparecer en el amanecer. En la fotografía, tomada a las 7 de la tarde en Budapest (Hungría), aparece a punto de ser ocultado por la Luna. El planeta volvería a aparecer una hora después. Estrella de la mañana (Morning Star para los angloparlantes, o Morgenstern para los alemanes), Lucero de la tarde e incluso La Joya del Cielo son denominaciones frecuentes para el planeta Venus. Llega a alcanzar una magnitud visual de -4.40.

Tras Mercurio, Venus es el segundo planeta más cercano al Sol, y ambos se constituyen como los únicos interiores a la órbita de la Tierra, por lo que nunca podrán encontrarse en oposición. Su tamaño es mayor que el del propio Mercurio, y también que el de Marte, y sólo es superado por el de la Tierra entre los llamados planetas rocosos o terrestres. Venus (como Mercurio) no tiene ningún satélite natural.

Como se encuentra más cerca del Sol que nosotros, muchas veces se sitúa demasiado cerca de éste, y esto impide su visión, así es que es necesario, para observarlo, esperar a que obtenga una suficiente separación angular de la estrella. A esta separación es a lo que los astrónomos llaman elongación, que en el caso de Venus sólo obtendrá un valor máximo de 47.8º, lo que hace que en estos días se pueda ver con un margen de más de 3 horas antes de la salida del Sol, o después de su ocaso.

A continuación he incluido un cuadro donde figuran los horarios de orto por el este, tránsito en el sur (en el norte para el Hemisferio Austral), y ocaso por el oeste para el planeta Venus en los cuatro domingos de este mes de diciembre (escribo a finales del mes de noviembre de 2010).

Día Salida Culminación Ocaso Magnitud
05 5:02 10:32 16:02 -2.6
12 4:55 10:22 15:50 -2.9
19 4:52 10:16 15:40 -3.1
26 4:53 10:12 15:32 -3.3

Desde Cádiz (España), podrá observarse perfectamente antes del amanecer, porque el Sol no saldrá por el este hasta pasadas las 8 de la mañana. En ese momento, el planeta habrá alcanzado una altitud superior a los 33º sobre el horizonte del sureste.

Al igual que nuestro satélite, la Luna, Venus presenta fases. Sabemos esto desde que lo descubrió Galileo Galilei, cuando observó al planeta en el mes de diciembre de 1.610, así es que en estas fechas se cumplen 400 años de tan importante descubrimiento, pues el genial astrónomo toscano también anotó el menor tamaño del astro cuando mostraba fase llena, que iba aumentando conforme disminuía la superficie iluminada (pulse sobre la imagen), y ese dato supuso un importante espaldarazo en favor del modelo heliocéntrico propuesto por Nicolás Copérnico.

Durante un tiempo, los astrónomos pensaron que la Tierra y Venus eran dos planetas gemelos. Esta creencia se sustentaba en que los dos astros tienen aproximadamente el mismo tamaño, y similar masa, densidad y volumen, como puede verse en el siguiente cuadro:

Dato Venus Tierra Venus/Tierra
Masa (x1024 kg) 4.8685 5.9736 0.815
Densidad (kg/m3) 5243 5515 0.951
Radio (km) 6051.8 6378.1 0.949
Gravedad (m/s2) 8.87 9.78 0.905

Como se ve, las similitudes rondan el 90 %, y además se formaron casi al mismo tiempo, y de la misma nebulosa. Por todas esas razones, hace un siglo imaginábamos a Venus cubierto por océanos rodeados de hermosos jardines, y habitado por seres inteligentes (venusianos).

Sin embargo, la realidad es bien distinta, y esto lo supimos en la era espacial, cuando la sonda norteamericana Mariner 2 pudo llegar al planeta, tras el fracaso un año antes de la soviética Venera I, mostrando la densa atmósfera que lo rodea, y que impide ver la superficie del planeta. En 1974, la Venera 4 envió datos de la composición de esta atmósfera, y supimos que estaba compuesta por un 95 % de dióxido de carbono. Distintas misiones midieron la presión atmosférica (entre 75 y 100 atmósferas) y la temperatura en la superficie (entre 457 y 474 ºC), entre otros valores, radicalmente distintos a los de nuestro planeta. La densa atmósfera produce además un efecto invernadero, dejando pasar las radiaciones infrarrojas, que no podrán salir al exterior, y filtrando las ultravioletas procedentes del Sol, originando las altas temperaturas que ya se han citado. Si a todo esto unimos la actividad volcánica que parecen confirmar los datos enviados por la sonda Venus Express, de la Agencia Espacial Europea, actualmente en órbita alrededor de Venus, estudiando su atmósfera y su superficie, podremos hacernos una idea de que se trata de un verdadero infierno.

La estructura interna del planeta parece ser semejante a la de la Tierra, aunque con algunas diferencias que resultarán decisivas en cuanto a la ausencia de un campo magnético significativo. Todo induce a pensar que en Venus hay un núcleo metálico, líquido al menos en parte, cubierto por un manto de silicatos, y una corteza carente de placas tectónicas, lo que unido a una lenta rotación deja en solitario al viento solar como único responsable de la débil actividad magnética en los polos. La lava presente en la superficie, relativamente reciente, ha de ser forzosamente procedente de la actividad volcánica, porque no se producen movimientos tectónicos como en la Tierra.

La sonda Magallanes ha elaborado, con el auxilio de radares, un completo mapa de la superficie venusiana, en la que destacan dos mesetas, jalonadas por ríos de lava de formación reciente (a escala geológica), pues no parecen tener más de 500 millones de años. La primera y más extensa de esas formaciones es la Tierra de Afrodita, que se extiende a lo largo de toda la zona ecuatorial. El brillo de la región, que se manifiesta en las fotografías de la sonda, sugiere la presencia de materiales metálicos (¿pirita de hierro?), pues hay que descartar la presencia de humedad procedente de agua líquida.. Otra meseta, la Tierra de Ishtar, se sitúa en los alrededores del Polo Norte, y en ella encontramos el Monte Maxwell, que con casi 11.000 metros (2 km más alto que el Everest) es la mayor altitud del planeta. En la ilustración de arriba a la derecha, el Everest está en primer término, después el Monte Maxwell, y por fin al fondo, el imponente Monte Olimpo, en Marte, que con sus 27 km de altura es el mayor volcán del Sistema Solar. Junto a estas líneas, a la izquierda, fotografía por radar de Maat Mons (8 km), que es el volcán más alto de Venus, tomada por la sonda Magallanes. En primer término se evidencian ríos de lava de reciente formación, y también se han podido detectar en la zona altas concentraciones de Dióxido de Azufre (SO2) y Metano (CH4), consecuencia de las recientes emisiones del volcán.

El planeta Venus en color verdadero, donde sólo se aprecia la densa atmósfera, sin detalle alguno de su superficie

En cuanto a sus aspectos orbitales, las diferencias con la Tierra se agudizan. Venus rota lentamente, siendo su período de rotación de 243 días terrestres (un día venusiano). Sin embargo, su año es de sólo 225 días, resultando más corto que el día, referido éste a su posición con respecto al fondo estelar.

Pero lo más sorprendente es que si pudiéramos observar al Sol desde la superficie del planeta, nuestra estrella saldría por el oeste, poniéndose por el este, al contrario de lo que ocurre en la Tierra, pues su rotación es retrógrada. Naturalmente, el fenómeno también afecta al resto de las estrellas y a los planetas. Desde Venus, la Tierra aparece con magnitud -2.6 y la Luna con +1.39. Júpiter, con -1.6.

Por último, hemos de resaltar los interesantes tránsitos del planeta a través del disco solar. Consisten éstos en que, a pesar de que las órbitas de la Tierra y de Venus difieren en su inclinación, a veces coincide nuestra posición en línea recta con las de Venus y el Sol, y entonces el planeta aparece como un lunar negro sobre el fondo luminoso de la estrella. Kepler había predicho el tránsito de Venus (y el de Mercurio) en 1631, pero murió un año antes, así es que hasta 1639 no se observó el primero (Jeremiah Horrocks). El último ocurrió en el año 2004. El próximo, el 6 de junio de 2012.

Mitología

Ya citamos al principio del artículo que los antiguos griegos creyeron, durante un tiempo, que el astro que veían brillar por la mañana era otro distinto al de la tarde. Al primero lo llamaron Phosphorus o Lucifer, que no significa otra cosa que el que trae la luz, en referencia a que aparecía inmediatamente antes que el Sol; el segundo fue llamado Hesperus. Pero cuando se dieron cuenta de que se trataba de un mismo astro, brindaron el planeta a Afrodita, imponiéndole su nombre. Los romanos continuaron la tradición helenística, y lo llamaron Venus (heredera latina de Afrodita), la Diosa del Amor, que también representaba a la belleza y la fertilidad.

El símbolo del planeta, que también sirve para identificar al sexo femenino, representa al espejo en el que Venus se mira, en oposición a la lanza de Marte, que simboliza el sexo masculino.

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Urano, el planeta esmeralda

Posted in Planetaria with tags , on 3 octubre, 2010 by bitacoradegalileo

Según su proximidad al Sol, Urano es el séptimo de los planetas del Sistema Solar, situándose más allá de la órbita de Saturno, y más cerca que la de Neptuno. Es el tercero más grande de todos, encuadrándose entre los llamados gigantes gaseosos. Éstos reciben también la denominación genérica de planetas jovianos, en referencia a Júpiter, el mayor de todos ellos. Se sitúan más allá del cinturón de asteroides, sirviendo éste de frontera natural con los otros cuatro planetas, llamados rocosos, interiores o terrestres, en referencia al planeta Tierra, y que son mucho más pequeños.

Es Urano un astro muy particular. Su singularidad viene dada en primer lugar por la brutal inclinación de su plano de rotación, que forma un ángulo prácticamente recto con el de traslación, circunstancia debida probablemente a una violenta colisión con algún asteroide, allá en los albores del Sistema Solar. Esta circunstancia hace que el polo encarado hacia el Sol sea la región más caliente del planeta, y que en ese lugar haya un día de 42 años, la mitad del tiempo que tarda el astro en completar su órbita. La inclinación afecta también a su sistema de anillos y al conjunto de sus satélites.

Otra anomalía es el sentido de rotación, pues Urano es retrógrado, lo que quiere decir que rota de este a oeste, al contrario de como lo hacen la Tierra y la mayoría de los planetas. Venus y Plutón también presentan esta misma característica, así es que en estos astros el Sol sale por el oeste (poniente para nosotros) y se pone por el este (levante en la Tierra).

Urano no se ve a simple vista. Ésa es la razón por la que su existencia no fue conocida hasta después de la invención del telescopio, que comenzó a usar Galileo Galilei en 1609. El astrónomo inglés John Flamsteed lo observó en 1.690, cuando Urano transitaba por Tauro, pero supuso que era una estrella de esa constelación, así es que lo catalogó como 34 Tauri, pues ignoraba su condición de planeta.

En 1.781, William Herschel, un músico de Hannover (Alemania) era el organista de la corte del rey Jorge III de Inglaterra. Sólo ocho años antes, en 1.773, había adquirido un libro de Astronomía y se había apasionado tanto por esta ciencia, que él mismo se construyó un telescopio refractor de 153 mm. Aquel año, anotó la posición de un punto de luz en la constelación de Géminis, y comprobó que ésta variaba ligeramente noche tras noche: No se trataba de una estrella y descartada la posibilidad de que se tratara de un cometa, y consultados otros astrónomos, Herschel anunció el descubrimiento del nuevo planeta el día 13 de marzo, y propuso llamarlo Georgium Sidus, en honor a su patrón, el Rey. Los astrónomos europeos, y especialmente los alemanes, se opusieron y prefirieron continuar la tradición mitológica. Júpiter es el padre de Marte, y Saturno lo es de Júpiter, así es que lo lógico fue bautizarlo con el nombre del padre de Saturno (Cronos en Grecia), Urano, que además es el dios de los cielos.

El planeta está al doble de la distancia de Saturno, y su diámetro es 4 veces mayor que el de la Tierra. Completa una rotación sobre sí mismo en 17.24 horas terrestres y tarda 84 años en dar la vuelta al Sol, así es que sólo se desplaza unos 4 grados y medio cada año, permaneciendo en cada constelación unos 7 años. Su tamaño aparente desde la Tierra oscila entre los 3.3 y los 4.1 segundos de arco, y tiene una magnitud visual máxima de +5.3, similar a los satélites galileanos de Júpiter. Actualmente transita por la constelación de Piscis, casi en el límite con Acuario, y muy cerquita de Júpiter en nuestra línea visual.

En 1.986, la sonda Voyager 2 llegó hasta Urano, produciéndose su máximo acercamiento el día 24 de enero de aquel año. Gracias a esta misión conocemos hoy muchos aspectos de Urano que antes nos eran extraños. Desde allí, el Sol se observa como una estrella más, aunque más brillante que las demás, pero el planeta resultó decepcionante para los astrónomos: Urano se mostró como una gran bola de color verde azulado, pero no reveló ninguna característica especial. Los datos enviados por el Viajero 2 permitieron, sin embargo, construir un modelo del interior del planeta que consiste en un núcleo central, reducido, compuesto por rocas y hierro, al que rodea un manto que gradualmente se va convirtiendo en atmósfera, pues en los planetas gaseosos no hay una diferenciación clara entre sus capas internas, como sí presentan los planetas rocosos. El interior contiene hielo de metano, así como hidrógeno metálico y cristales de amoniaco y de agua. Las nubes de metano absorben la radiación cercana al infrarrojo, emitiendo la luz esmeralda que caracteriza al astro. La temperatura en la superficie es de -214 ºC y se han registrado fuertes vientos ecuatoriales.

De izquierda a derecha: Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania y Oberón, satélites de Urano.

Actualmente conocemos un total de 27 satélites de Urano. Todos ellos presentan cráteres de impacto y muchos tienen superficies heladas, carentes de atmósfera y magnetosfera. Es muy poco probable la existencia de vida en ellos. Los dos mayores, Titania (en la fotografía de la derecha) y Oberón, fueron descubiertos por el mismo William Herschel en 1787. Umbriel (que es usado como pseudónimo por uno de nuestros amigos) que aparece debajo, en la fotografía, eclipsando parcialmente al planeta y Ariel fueron vistos por primera vez en 1.851 y, por fin, Miranda, conocido desde 1.948, es el último descubierto antes de la era espacial. Después la sonda Voyager 2 descubrió 10 más, dos de ellos (Ofelia y Cordelia) pastores del anillo epsilón y el Telescopio Espacial Hubble ha seguido avistando lunas. Todos estos astros son muy difíciles de ver con pequeños telescopios, ya que su brillo no supera en ningún caso la decimotercera magnitud.

A estos satélites de Urano le fueron impuestos nombres de personajes de obras de William Shakespeare (Titania, Oberón, Ariel, Miranda, Ofelia y Cordelia) y de Alexander Pope (Umbriel y Ariel), según propuesta de John Herschel, hijo de William, a petición de su padre; por ejemplo, el Voyager 2 descubrió en 1.986, entre otros, a Julieta (Romeo y Julieta), de 84 km de diámetro y a Desdémona (Otelo), de 54 km. Cupido (Timón de Atenas) tuvo que esperar al año 2003 para ser avistado, y es bastante más pequeño: 12 kilómetros.

A pesar de que William Herschel, a finales del siglo XVIII, ya había sugerido la existencia de estructuras en forma de anillo alrededor de Urano, no fue hasta el año 1.977 cuando realmente se descubrieron. El planeta iba a pasar por delante de una estrella de novena magnitud, y la eclipsaría durante un tiempo, lo que permitiría a los astrónomos estudiar ciertos aspectos de la atmósfera del gigante gaseoso. Pero la estrella empezó a parpadear mucho antes de lo previsto, y no dejó de hacerlo hasta mucho después, por lo que se dedujo la presencia a su alrededor de estos anillos. En 1.986, la sonda Voyager 2 permitió contar hasta once de estas estructuras que orbitan al planeta, y el Telescopio Espacial Hubble, ya en nuestro siglo, aportó otros dos, hasta el total de 13 que conocemos hoy. Son poco brillantes, pues están compuestos por partículas de polvo, aunque no tan pequeñas como las de los anillos de Saturno. El anillo epsilon, que se creía era el más exterior antes de los dos descubiertos por el HST, contiene grandes rocas de hielo de color gris, y se especula con la presencia de rocas de hasta 50 metros de diámetro.

Con posterioridad, se han descubierto asimismo sistemas de anillos en los otros dos planetas gigantes gaseosos del Sistema Solar, Júpiter (en la ilustración) y Neptuno, acabando definitivamente con el enigma que se planteaban los astrónomos, del porqué Saturno era el único astro donde estaban presente estas estructuras.

Mitología

A diferencia del resto de los planetas del Sistema Solar, que ostentan nombres de dioses latinos, Urano es una deidad griega. Padre de Cronos (Saturno) y esposo de Gea, es el dios de los cielos. El mito narra cómo retenía a sus hijos en el vientre de la madre. Cronos, para terminar con esa situación, castró a Urano y arrojó sus genitales al mar. Éstos produjeron una espuma, de la que nació Afrodita. Hesíodo también nos cuenta que Urano y Gea vaticinaron el derrocamiento de Cronos por parte de uno de sus hijos, así es que éste comenzó a devorarlos. Ambos ayudaron a Rea, esposa de Cronos, a ocultar a uno de ellos, Zeus, quien finalmente logró deponer a su padre.

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Saturno: un planeta con orejas.

Posted in Planetaria on 29 agosto, 2010 by bitacoradegalileo

Es inimaginable la cara de sorpresa que debió poner Galileo aquel 25 de julio de 1610, cuando dirigió su rudimentario telescopio, que sólo le proporcionaba unos 9 aumentos, hacia “el más alto” de los planetas conocidos: ¡Había descubierto que Saturno tenía orejas!. La poca precisión del instrumento, así como lo desconocido de la naturaleza de lo que veía, hizo que Galileo lo describiera como asas u orejas.

Saturno es el más hermoso de todos los astros del Sistema Solar, y el más conocido (hay quien opina que este doble honor le corresponde a la Tierra). Aunque hoy sabemos que los cuatro grandes planetas gaseosos poseen anillos, los de Saturno son los únicos que se evidencian de forma inmediata, y es por eso que también se le llama “el señor de los anillos”, pues es ésta su característica más definitoria. Pero no es la única, pues a pesar de su gran tamaño, sólo superado por Júpiter, su baja densidad de 0.70 gramos por centímetro cúbico lo hace más ligero que el agua, por lo que flotaría en un hipotético océano capaz de albergarlo. Saturno es el sexto de los planetas del Sistema Solar y el segundo de los grandes planetas exteriores, llamados también jovianos o gigantes gaseosos. Su elevada velocidad de rotación hace que el día saturnal sólo dure algo más de 10 horas y media, o 0.44 días terrestres, por lo que la fuerza centrífuga le produce un notable achatamiento, responsable de que el diámetro ecuatorial sea un 10 % mayor que el polar. Con pequeños telescopios es posible observar esta acusada característica. Comparado con la Tierra, el diámetro de Saturno resulta ser 9.41 veces el de nuestro planeta. Podría contener 740 veces a la Tierra, pero su masa sólo es 95 veces superior a la terrestre, debido a su ya citada baja densidad.

Estructura e interior del planeta

La estructura interna de Saturno es muy parecida a la de Júpiter, con un núcleo central constituído por material rocoso. A éste lo envuelve un manto de hidrógeno metálico. Sobre éste hay otra capa de hidrógeno, ya molecular (H2) y en estado líquido. La atmósfera contiene también hidrógeno, aunque con alguna proporción de helio, y en ella se producen violentas tormentas y vientos que llegan a alcanzar velocidades cercanas a 1.800 km/h, a temperaturas de 180 ºC bajo cero. En las capas más altas se pueden encontrar nubes de metano y amoníaco. En los polos, el viento solar junto con los efectos del hidrógeno metálico del interior, atrapa iones atómicos y electrones, junto con material procedente de los anillos, que producen auroras boreales y australes, que irradian en el ultravioleta.


Pulse sobre la imagen para magnificarla. Una vez que se haya abierto, vuelva a pulsar sobre la zona que desee observar. Foto:NASA.

Sistema de Anillos

Los anillos que circundan a Saturno, alrededor de su plano ecuatorial, son la característica más notable del astro, pues son ciertamente magníficos. En primer lugar, y como se dijo, fueron observados por Galileo en 1610, aunque el astrónomo toscano no pudo comprender su naturaleza. El holandés Christiaan Huygens sí lo hizo, casi medio siglo después, y fue el primero que anotó la presencia de esos anillos en Saturno, circunstancia que se consideró única y excepcional hasta que fueron descubiertos los de Urano en 1977. Estructuras similares se desvelarían poco después en Júpiter y Neptuno.

Al empezar la década de los 70 del siglo XX, sólo conocíamos a seis de estos anillos, que fueron nombrados por una letra mayúscula, según el orden en que fueron descubiertos, separados por regiones entre las que destacan la División de Cassini y la División de Encke, también llamada “el trazo de lápiz” por su delgadez. Pero las sondas Voyager I y II, desvelaron que estaban subdivididos por multitud de otros anillos más delgados. Hoy sabemos que existen más de 100.000, con un espesor variable, desde unos sorprendentes 10 metros, hasta varios kilómetros, presentando ondulaciones y picos semejantes a las montañas existentes en la Tierra.

Estas estructuras las componen granos de polvo, hielo y rocas cuyo diámetro varía desde unos milímetros hasta peñascos del tamaño de una casa.

Pulse sobre la imagen.

Nuestra perspectiva del sistema de anillos va cambiando, conforme variamos nuestra posición relativa respecto a Saturno, porque la inclinación de la eclíptica con respecto al plano ecuatorial donde se encuentran los anillos es de unos 27º, de forma parecida a lo que ocurre con la Tierra. Cuando los vemos totalmente perfilados, resultan prácticamente invisibles, dada su extrema delgadez: Es el equinoccio saturnal. Eso fue lo que le pasó a Galileo que, confundido, se enfadó con el planeta, y no volvió a enfocarlo más.

Satélites

En la fotografía de la derecha, y de arriba a abajo, Tetis (y su sombra sobre Saturno), Dione y Rea.

Son incontables los objetos que orbitan al planeta, de los que más de 60 están catalogados como satélites naturales de Saturno, pero sólo 8 de ellos superan los 200 kilómetros de diámetro. Titán, Rea, Jápeto, Dione y Tetis tienen más de 1.000, mientras Pan, satélite pastor en la División de Encke, no supera los 20 kilómetros. Titán y Encélado (499 km) son las lunas más interesantes, pero muchos son simples peñascos no mayores de la media docena de kilómetros.

Titán es el mayor satélite de Saturno, con un diámetro de 5.150 kilómetros, y la única luna del Sistema Solar que posee una atmósfera densa, superior a los 300 km de espesor. Descubierto por Christiaan Huygens en 1655, es fácilmente visible con telescopios de aficionado, pues brilla con una magnitud de +8.4. Su superficie está cubierta, en parte, por océanos líquidos de metano y etano y en su atmósfera encontramos nitrógeno, cianuro de hidrógeno y monóxido y dióxido carbónico. Recientes investigaciones demuestran que Titán posee reservas de hidrocarburos superiores a los de toda la Tierra. La temperatura en superficie es de 179 grados centígrados bajo cero.

Encélado es el sexto satélite más grande de Saturno. Aunque sólo tiene 499 kilómetros de diámetro, su interés radica en la presencia de géiseres de vapor de agua, que revelan la existencia de agua líquida a poca profundidad. Su proximidad al planeta le produce una trabazón gravitacional que hace que su período de rotación coincida con el de traslación alrededor de Saturno. Hay cráteres en su superficie y su elevado albedo (99 %) revela también la existencia de hielo, que hace que su temperatura superficial sea de 193 ºC bajo cero. Su magnitud visual de +11.5 lo hace difícilmente detectable con telescopios pequeños.

Exploración astronáutica

Varias sondas automáticas, por supuesto sin tripulación, han explorado Saturno. En 1979, la Pioner 11; en 1.980, la Voyager I y en 1.981, la Voyager II, transmitieron diversa información, pero en 2004 fue determinante la llegada a la región de la sonda combinada Cassini-Huygens, que aportó miles de imágenes que permitieron interesantes descubrimientos, muchos de ellos vertidos en este informe.

Observación

Saturno se ve sin problemas a simple vista, pues brilla con una magnitud que puede llegar a ser similar a la de Vega (Mv = 0.0). Con ayuda de unos binoculares ya se aprecian los anillos y su forma achatada por los polos, y con pequeños telescopios se distinguirá a Titán, junto al planeta, con un brillo similar a una estrella de octava magnitud. Debe evitarse aplicar demasiados aumentos, pues ver más grande no es ver mejor, como se aprecia en la siguiente imagen:

Lo recomendable es tener siempre como límite máximo de aumentos el doble de la apertura de su telescopio, expresada en milímetros. Si su telescopio tiene una abertura de 120 mm, no debe exceder de 240 aumentos. Expresado en pulgadas, multiplique por 50 la abertura. Un
telescopio de 6 pulgadas no debería pasar de 300 aumentos. A partir de ahí, empezará a ver mucho peor.

Mitología

Saturno es el dios de la agricultura en la mitología romana, y equivale a Cronos en Grecia. Este dios era hijo de Urano y el regidor absoluto del Universo. Para evitar ser desposeído del trono por sus hijos, los devoraba. Pero su mujer escondió a uno de ellos, Zeus (equivalente al Júpiter romano), para salvarle la vida. Zeus, al crecer, destronó a su padre.

La pintura, titulada “Saturno devorando a uno de sus hijos”, pertenece a Pedro Pablo Rubens, y está fechada en 1.636.

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Júpiter y los satélites galileanos.

Posted in Planetaria with tags , , on 21 julio, 2010 by bitacoradegalileo

Casi dos veces y media más masivo que todos los demás planetas juntos (318 veces la masa de la Tierra y el triple de la de Saturno), Júpiter es el planeta más grande de los que integran el Sistema Solar. Su diámetro es once veces mayor que el de la Tierra. Si su tamaño hubiera sido sólo un poco mayor, nuestro sistema estaría compuesto por dos estrellas (El Sol y Júpiter mismo) en lugar de sólo una. Su brillo en el cielo sólo es superado por el Sol, la Luna y Venus, y casi siempre es más luminoso que Marte. Es el gigante entre los gigantes, un Sistema Solar en miniatura, por su tamaño y sus 63 satélites, todo un mundo gaseoso e inmenso.

Júpiter es uno de los siete astros errantes (planetes) conocidos desde la antigüedad que giraban alrededor de la Tierra, en la concepción geocéntrica aristotélica y ptolemaica, vigente hasta el modelo de Nicolás Copérnico. Los otros seis eran La Luna, Mercurio, Venus, el Sol, Marte y Saturno. En el fondo estaban adosadas las estrellas, que por eso permanecían firmes en el mismo lugar (el firmamento).

Hoy sabemos, sin embargo, que Júpiter es el quinto de un conjunto de planetas, hasta ocho, que giran alrededor del Sol, una estrella enorme si la comparamos con cualquiera de esos ocho astros. El gigante joviano tiene una masa menor de la milésima parte de la del Sol, del que lo separa una distancia de casi 780 millones de kilómetros, equivalentes a 5.2 ua (1 ua o unidad astronómica es la distancia media entre la Tierra y el Sol, es decir, aproximadamente 150 millones de kilómetros).

Clasificación y estructura

Júpiter es uno de los cuatro planetas gigantes gaseosos, y esto ya nos dice dos diferencias fundamentales con la Tierra: en cuanto a tamaño, y en cuanto a su composición y estructura fisicoquímica. Pertenece al grupo de los planetas gigantes exteriores, junto a Saturno, Urano y Neptuno y es, como queda dicho, el más grande de todos. Pero también se diferencia de los planetas enanos interiores en que éstos tienen una superficie sólida, y son llamados por ello planetas rocosos. En el caso de Júpiter y de los otros tres, su superficie es completamente gaseosa siendo impensable por eso posar una nave sobre ella. Ambos grupos están separados por el cinturón de asteroides (entre las órbitas de Marte y de Júpiter), importante circunstancia como se verá cuando hablemos de los satélites.

El planeta está envuelto por una atmósfera de unos 1.000 km de espesor, compuesta por hidrógeno y helio, aunque a este gas sobrevuelan nubes de metano y amoniaco cristalizados. Más al interior hay un manto, también de H y He, aunque en estado líquido, que se vuelven metalizados en otra capa más interna. En el centro, un núcleo de hierro y níquel, similar al terrestre aunque mucho mayor.

En la superficie, Júpiter soporta temperaturas en torno a -130 ºC, que se suavizan en el interior, hasta unos 30 ºC a 70 km de profundidad. El núcleo, sin embargo, sí está a altas temperaturas.

Observación

A simple vista, Júpiter aparece como un punto muy luminoso, con magnitud visual de -2.94, dominando con su brillo constante la región del cielo que ocupe. Este brillo no parpadea como el de las estrellas, siendo esta característica esencial para su diferenciación de estos últimos astros. El planeta suele verse con frecuencia en conjunción tanto con la Luna como con el resto de los planetas del Sistema Solar, generando escenas espectaculares. En la fotografía, Júpiter aparece a la derecha, en conjunción con la Luna y con Venus, que están justo sobre el templo de Poseidón, en Atenas.

Con ayuda de un pequeño telescopio, se puede apreciar un disco de hasta 49 segundos de arco de tamaño aparente, bastante achatado debido a su elevada velocidad de rotación, pues el día joviano sólo dura 11 horas, a pesar del gigantesco tamaño del planeta. Esto produce también fuertes vientos en su atmósfera, que originan bandas oscuras paralelas al ecuador, alternando con otras zonas más claras, fácilmente discernibles en el ocular del aparato. También será apreciable la Gran Mancha Roja, que es un enorme anticiclón que dura ya más de un siglo, aunque la observaremos o no dependiendo de la rotación del planeta.

Satélites

Júpiter posee no menos de 63 satélites, aunque muchos de ellos son simples pedruscos o asteroides procedentes del cinturón aledaño. Este hecho no es extraordinario, pues es más que probable que Phobos y Deimos, los dos satélites de Marte, tengan el mismo origen. Algunos de estos astros, en cambio, merecen especial atención.

Al observar a Júpiter con el telescopio, podremos distinguir fácilmente hasta cuatro puntos brillantes, de quinta magnitud, repartidos a lo largo de su plano ecuatorial. Son sus cuatro lunas más brillantes, llamadas satélites galileanos por atribuirse su descubrimiento al astrónomo pisano de origen florentino. Se trata de Ío, Europa, Ganímedes y Calisto.

Como estos cuatro astros dan vueltas alrededor del planeta, como se espera de cualquier satélite, no es de extrañar que cuando usted los observe alguno esté oculto detrás o en tránsito delante del gigante, por lo que sólo distinguirá a tres. No se preocupe, inténtelo en otro momento, y los verá a todos. Veámoslos, ordenados según su proximidad al planeta.

Io es el más cercano de los cuatro. Las “fuerzas de marea” producidas por la atracción gravitatoria de Júpiter y de las otras lunas originan en él un vulcanismo peculiar, debido al calor generado por las subidas y bajadas de su superficie por las fuerzas gravitacionales (hasta 100 metros). Estos volcanes arrojan al exterior un magma integrado por compuestos sulfurosos. Su diámetro es de 3.630 km y su magnitud visual de +5.0.

Europa es algo menor que Io, con sus 3.140 km de diámetro, y el siguiente más cercano al planeta. Como los otros dos que siguen, su superficie está cubierta por hielo de agua, pero parece como si hubiera una capa líquida debajo, ya que hay pocos cráteres, pero presenta abundantes canales, similares a las fracturas existentes en las cercanías del polo norte terrestre. Tiene una magnitud visual de +5.3.

Ganímedes es el satélite más grande de todo el Sistema Solar, con sus 5.262 km de diámetro, superando incluso el tamaño de Mercurio y el de Titán, la principal luna de Saturno. También es el más brillante de los satélites galileanos, con una magnitud visual de +4.6. Muestra grandes sistemas de fallas que han sido comparadas a la que existe en San Andrés en California. De los cuatro, es el tercero más alejado de Júpiter.

Calisto es el más alejado de los cuatro y tiene un diámetro de 4.800 km. Fue descubierto por Galileo un día después que los otros tres y es el menos brillante, pues tiene una magnitud visual de +5.6. Presenta una gran cantidad de cráteres y, como los dos anteriores, parece estar cubierto por hielo de agua.

Auroras boreales y australes

El grandísimo campo magnético que tiene Júpiter es capaz de captar la atmosfera ionizada expulsada por el vulcanismo de la cercana luna Ío. Esta circunstancia, unida a los efectos del viento solar, produce en el planeta auroras boreales y australes mil veces más intensas de las que podemos ver en nuestro planeta.

Mitología

Júpiter es el rey de los dioses romanos, el equivalente al Zeus de los griegos. Es el principal dios en la Tríada capitolina, junto a Juno, su esposa, y a Minerva, su hija. Es un dios justo y sabio pero temperamental. Tanto Júpiter como su equivalente Zeus fueron conocidos por su promiscuidad. De éste último sabemos bien, como ejemplo, su transformación en cisne (la constelación de Cygnus) para seducir a Leda, entre otras aventuras.


Leda et le cygne (1864), Auguste Clésinger. Musée de Picardie, Amiens.

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